מה זה RISC-V?

אפילו עבור חובבי מחשוב, RISC-V נמצא קצת בעשבים השוטים, אבל אולי לא לאורך זמן. זהו אחד הכוכבים העולים בעולם המחשוב והוא אחת הדוגמאות המוצלחות ביותר (אם לא המוצלחות ביותר) לחומרה בקוד פתוח ובסטנדרט פתוח. ההערכה היא שעשרות מיליארדי ליבות RISC-V יימכרו במהלך השנים הקרובות, מספר שיתחרה בכמות של x86 ו זְרוֹעַ ליבות נמכרות באותה מסגרת זמן. הנה כל מה שאתה צריך לדעת על RISC-V ולאן הוא הולך.

RISC-V: ארכיטקטורת ערכת הוראות חופשית ופתוחה

RISC-V (מבוטא "סיכון חמש") היא ארכיטקטורת ערכת הוראות (ISA) שפותחה ומתוחזקת על ידי RISC-V International (לשעבר קרן RISC-V). ISA היא נקודת ההתחלה של כל עיצוב מעבד וקובע דברים בסיסיים כמו הוראות בסיסיות, אילו הוראות אופציונליות ניתן להוסיף ואיזה סוג תוכנה יכולה לפעול באופן מקורי על המעבד. בנוסף, RISC-V הוא, לפי שמו, א רמשכיל אניהדרכה סומחשב אrchitecture, מה שבעצם אומר שצורת ברירת המחדל שלה מגיעה עם מעט מאוד הוראות.

ARM הוא גם עיצוב RISC בזמן x86 הוא עיצוב מחשב מורכב של ערכת הוראות (CISC).

להיות עיצוב RISC חשוב יותר ל-RISC-V מאשר ל-ARM להיות RISC או x86 להיות CISC כי ל-RISC-V יש נקודת מכירה ייחודית: זה תקן פתוח. כל חברה שרוצה להשתמש בעיצוב המניות RISC-V חופשית לעשות זאת ולשנות אותו איך שהיא רוצה. מכיוון ש-x86 נמצא בבעלות משותפת של אינטל ו-AMD, אף חברה אחרת לא יכולה (באופן חוקי) לייצר מעבדי x86, ולמרות חברות יכולות ליצור גרסה משלהן של שבבי ARM, הן לא רק צריכות לשלם לארם לחברה, אלא שהן לא יכולות לשנות הרשות. עם RISC-V, זה חופש מוחלט.

טוב, אולי לא חופש מוחלט. למרות ש-RISC-V International (החברה שמאחורי RISC-V) הגדירה את עצמה לעתים קרובות כ"פתוחה" ו "קוד פתוח", לאחרונה הוא התרחק מקוד פתוח וכעת הוא מדבר על RISC-V כעל ISA בתקן פתוח. הסיבה לכך היא שבבי RISC-V בפועל עשויים להיות קנייניים ומקור סגור, למרות שה-ISA הוא קוד פתוח. מה שאתה צריך לדעת הוא שבעוד שכל חברה או ארגון יכולים להשתמש ב-RISC-V ISA בחינם, מוצרים בפועל עשויים להיות נעולים כמו x86 או ARM.

כמובן, יש צדדים וחסרונות לגישה זו. החדשות הטובות הן שאין עמלות רישוי או הגבלות על עיצובים, וזה נהדר עבור חברות שרוצות להיות כמה שיותר אוטונומיות ולהפחית את עלויות הפיתוח. החדשות הרעות הן שלממש את כמות החופש הזו לא קל כי עיצוב מעבדים אינו קל. בנוסף, חברות שמייצרות מעבדי RISC-V משלהן אינן מחויבות לחלוק את הטכנולוגיה הזו עם אחרים, אבל הן יכולות לתת רישיון לעיצובים כמו Arm.

היסטוריה קצרה של RISC-V

RISC-V הוא שם מוזר. אפשר לחשוב שזה החמישי בסדרה של RISC ISAs, ולמרות שזה הסיפור מאחורי השם שלו, זה לא בדיוק מדויק. RISC-I ו-RISC-II תוכננו בשנת 1981, אך RISC-III ו-RISC-IV אינם ISAs ממשיים. במקום זאת, הם היו שמות שהוחלו על שני ISAs בשם SOAR ו-SPUR, שיצאו ב-1984 וב-1988, בהתאמה. אין קשר מהותי בין RISC-V ל-ISA משנות ה-80 מעבר לעובדה שכולם עיצובים של RISC.

RISC-V הוא למעשה תינוק בקרב ISAs. העבודה על RISC-V החלה בשנת 2010 ב-Berkeley Parallel Computing Lab (או בקיצור Par Lab), שקיבלה מימון ממיקרוסופט וכן אינטל, היוצרת של ה-x86 הוא. עד 2011, אב הטיפוס הראשון של RISC-V היה מוכן לייצור. RISC-V הפך מפרויקט מחקר ל-ISA ממשי שחברות יכלו להשתמש בו בשנת 2014 כאשר דיוויד פטרסון ו-Krste Asanović פרסם מאמר בטענה שחומרת קוד פתוח היא העתיד וש-RISC-V הוא ה-ISA שיעשה את העבודה. שנה לאחר מכן, קרן RISC-V הוקמה.

עברו רק שמונה שנים מאז פרץ RISC-V למקום, ומכיוון שעיצוב שבבים יכול לקחת שנים לבד, קשה להעריך היכן נמצא RISC-V כרגע. מה שאנחנו כן יודעים הוא שיש יותר מ-3,500 חברים ב-RISC-V International, עלייה מ-600 בתחילת 2020, 1,500 בתחילת 2021 ו-2,200 בסוף 2021. לגבי נתח שוק בפועל, קשה לומר, אבל ב מאי 2023 סמנכ"ל RISC-V, מארק הימלשטיין טען ש"10 מיליארדי" של ליבות RISC-V נמכרו על ידי חברות חברות, מה שעולה בקנה אחד עם התחזיות ל-2022 ו-2023.

השאיפות של RISC-V לכבוש את שוק המעבדים בסערה

RISC-V International מדבר על משחק גדול בכל הנוגע לצמיחה, ומצטט מחקר אחד שמנבא 60 מיליארד ליבות RISC-V יימכרו עד 2025 ועוד שחוזה את שיעור הצמיחה השנתי המורכב של RISC-V (או CAGR) יהיה רק ביישן מ-35% עד 2027. CAGR של 35% הוא אגרסיבי ומהיר במיוחד בתעשייה כה מבוססת, אך הולך וגדל מספר חברות מבקשות לעצב שבבים משלהן, וזה בטוח יעזור לתדלק את RISC-V צְמִיחָה. שווקי מפתח עבור RISC-V כוללים יישומים תעשייתיים, 5G וסלולר, אך גם סמארטפונים, מחשבים אישיים, קונסולות משחקים ושרתים מתקדמים.

הצגת RISC-V הובילה להקמת חברות העוסקות בלעדית בשבבי RISC-V. SiFive היא אחת מהחברות הגלויות ביותר בתור החברה הראשונה שייצרה שבב RISC-V, ויש לה מודל עסקי דומה מאוד ל-Arm, המעניק רישיון לעיצובי RISC-V המותאמים אישית שלה כדי להרוויח. כיום, SiFive מפרסמת את השימושים בטכנולוגיה שלה בציוד לביש, במכוניות ובשפע של תחומים אחרים. יתר על כן, חברות שהשתמשו פעם ב-ISAs אחרות עשו את המעבר המלא לשימוש ב-RISC-V; Microsemi, חברת בת של Microchip, החליפה את ליבות ARM שלה FPGAs עם ליבות RISC-V.

ברור של-RISC-V יש המון מומנטום מאחוריו, גם אם הוא לא ממש עומד בשאיפות הגבוהות שלו.

אבל יש גם חברות שתומכות ומשתמשות ב-RISC-V שאולי לא היית מצפה להן. Nvidia, חברה מייסדת, ניסתה לרכוש את Arm מ-2020 עד 2022; ל-IBM, חברה מייסדת נוספת, יש PowerPC ISA משלה; קוואלקום, גם היא חברה מייסדת, היא מעצבת שבבי ARM מובילה; ואינטל, שהייתה מעורבת בפיתוח ובשבבי הפיתוח המהודרים של RISC-V, יצרה את x86, אחד ה-ISA הוותיקים והחשובים אי פעם. העניין הוא שחברות רבות רואות ב-RISC-V משהו שיכול להתקיים לצד מעבדים אחרים ולא רק תחליף פשוט ל-ARM ו-x86.

Arm, כמובן, אינו מעריץ ענק של RISC-V ורואה בסיכון של פיצול סיבה מרכזית לא להשתמש ב-RISC-V. פיצול הוא כאשר תקני טכנולוגיה נאכפים באופן רופף או לא, והחשש עם RISC-V הוא שמאז הכל יכול להשתנות, זה יכול ליצור מערכת אקולוגית של חומרה שבה לא כל תוכנות RISC-V יכולות לפעול על כל RISC-V צ'יפס. זה למעשה כבר קורה מכיוון שבבי RISC-V שונים לטלפונים לא כולם תומכים באותן מערכות הפעלה. כמובן, יש תמריץ חזק ליצרני השבבים RISC-V לדבוק בתקנים כדי להימנע ממש מהדבר הזה, ובעתיד חברות RISC-V יצטרכו להיזהר מפיצול.

ברור של-RISC-V יש המון מומנטום מאחוריו, גם אם הוא לא ממש עומד בשאיפות הגבוהות שלו. עם אלפי חברים, כולל כמה מחברות המחשוב המובילות בעולם, אוניברסיטאות ואפילו חברות של הודו משרד האלקטרוניקה וטכנולוגיית המידע, קשה לראות את RISC-V לא הופך לשחקן מרכזי בתחום המחשוב סְצֵינָה. אולי בעוד כמה שנים, אנשים יתווכחו אם ARM או RISC-V הם הטובים ביותר לסמארטפונים.